MDRPIECA2017009

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Ingeniería eléctrica 
 
 
“Diseño, Instalación y Mantenimiento de Plantas 
Electricas a Diesel” 
 
 
Reporte de residencia 
 
 
Geyser Rodolfo Hernandez Martínez 12270636 
 
 
ASESOR INTERNO 
Dr. Rubén Herrera Galicia 
 
 
ASESOR EXTERNO 
Ing. José Manuel 
 
 
Promotoras de Servicios Integrales para la Construcción SA de CV 
Junio 2017 
 
 
1 
Terminología 
 
Concepto Definición 
 
COP Potencias de operación continua 
PRP Potencia de funcionamiento principal 
LTP Potencia de funcionamiento de tiempo limitado 
kW Potencia activa 
kVA Potencia aparente 
Xs Reactancia inductiva 
Hp Caballos de fuerza 
Hz Hertz 
Rpm Revoluciones por minutos 
Wankel Motor de rotacion directa 
IC Circuito integrado (integrated circuits) 
CD Corriente directa 
CA Corriente alterna 
𝜴 Ohm 
mA Mili amperes 
Pick Up Elemento detector de velocidad 
W Watts 
 
 
 
 
2 
Contenido 
Terminología ..................................................................................................................................... 1 
1. Introducción ................................................................................................................................ 3 
1.1 Antecedente ...................................................................................................................... 3 
1.2 Estado del arte .................................................................................................................. 4 
1.3 Justificación ....................................................................................................................... 6 
1.4 Objetivo .............................................................................................................................. 6 
1.5 Metodología ....................................................................................................................... 7 
2. Marco teórico ............................................................................................................................ 10 
2.1 Plantas eléctricas............................................................................................................ 10 
2.2 Tipos de plantas Electricas ........................................................................................... 17 
2.3 Factor de carga ............................................................................................................... 21 
2.4 Factor de demanda y factor de diversidad en la determinación del tamaño ........ 22 
3. Desarrollo .................................................................................................................................. 27 
3.1 Diseño .............................................................................................................................. 27 
3.2 Instalación ........................................................................................................................ 34 
3.3 Mantenimiento ................................................................................................................. 52 
Referencias bibliográficas ............................................................................................................. 63 
Anexos ............................................................................................................................................. 65 
Anexo A: Partes de una planta de emergencia ..................................................................... 65 
Anexo B: Calculo de factor de carga ....................................................................................... 80 
Anexo C: Calculo de factor de demanda ................................................................................ 81 
Anexo D: Calculo de factor de diversidad .............................................................................. 82 
Anexo E: Calculo de factor de diversidad ............................................................................... 83 
 
 
 
3 
1. Introducción 
1.1 Antecedente 
Los primeros generadores se conocen como de carga electroestática, estos 
generaban grandes cargas en electricidad estática a voltajes muy elevados y 
corrientes vahas. Los primeros generadores de este tipo tienen sus orígenes a 
finales del siglo XVII, sin embargo, no existieron máquinas que emplearan esta 
energía sino hasta mediados del siglo XVIII. 
El motor diésel fue inventado en el año 1893, por el ingeniero alemán Rudolf Diésel, 
empleado de la firma MAN, que por aquellos años ya estaba en la producción de 
motores y vehículos de carga rango pesado. Rudolf Diésel estudiaba los motores de 
alto rendimiento térmico, con el uso de combustibles alternativos en los motores 
de combustión interna para reemplazar a los viejos motores de vapor que eran poco 
eficientes y muy pesados y costosos [1]. 
Durante los años 50 los motores de combustión interna basados en ciclo diésel 
fueron sustituyendo a las turbinas de vapor en propulsión naval. Principalmente se 
utilizaban motores de dos tiempos que, al trabajar con una velocidad más baja, se 
podían acoplar directamente al propulsor. 
La evolución posterior se concentró en la mejora de los motores de cuatro tiempos, 
más rápidos, con menor peso y volumen. Al ser más rápidos, necesitaban el 
acoplamiento de un reductor intermedio al propulsor. A pesar del aumento del 
número de componentes, el peso total y el volumen se reducía, lo que 
proporcionaba una mejor utilización del volumen de carga del buque. 
El combustible que se utilizaba era casi únicamente producto destilado, 
relativamente económico en aquellos años. La velocidad para alcanzar y la 
disponibilidad de espacio primaban sobre la economía del combustible. Esos 
mismos motores se utilizaban para la generación de energía eléctrica en plantas 
estacionarias. El punto de inflexión, como en tantos otros casos, fue la crisis del 
petróleo en mitad de los años setenta [2]. 
Las plantas de emergencia, también llamados grupos electrógenos, son grandes 
maquinas o equipos que se encargan de proporcionar energía eléctrica por largos 
periodos de tiempo, cuando el suministro de electricidad falla debido a algún corte, 
falla, irregularidad o descarga. Normalmente las plantas de emergencia son 
requeridas por grandes empresas, instituciones que no pueden poner en riego sus 
operaciones, equipos, productividad, operación y necesitan en todo momento contar 
con electricidad. 
Normalmente accionadas por motores de combustión interna de diésel, gasolina o 
gas, cuentan con un eje rodeado de imanes electromagnéticos que a su vez se 
https://es.wikipedia.org/wiki/Motor
https://es.wikipedia.org/wiki/Rendimiento_t%C3%A9rmico
 
4 
encuentran dentro de una bobina. Este eje gira por medio de energía mecánica para 
después girar los imanes y sus campos electromagnéticos, generando una carga 
considerable que pasa de energía mecánica a eléctrica para finalmente utilizar la 
energía en los aparatos y aplicaciones deseadas. 
Las aplicaciones más comunes de estas enormes máquinas, donde tienen usos y 
aplicaciones industriales, corporativos, comercial y residencial, entre otros. También 
el uso de tipo comercial. Lugares tales como aeropuertos, transportes, hoteles, 
cines, centros comerciales y recintos deportivos. El uso de tipo corporativo 
para aplicaciones tales como computadoras, equipos electrónicos, centros de 
datos, bancos de memoria, etc. 
El uso de estas máquinas en la Industrias es aplicado principalmente para fábricas, 
grandes procesos y líneas de producción. Tipos de plantas de emergencia: Plantas 
de combustible: Gas LP, Gasolina, Diésel. Plantas de operación: Automática o 
Manual. Por el tipo de servicio: Continuo y de Emergencia [3]. 
1.2 Estado del arte 
Comparados con los motores a gasolina, la principal ventaja de los motores diésel 
es su bajo costo de operación, debido al precio del combustible que necesitapara 
funcionar. Existe una creciente demanda del mercado por motores de este tipo, Este 
sistema brinda una gran ventaja, ya que se consigue un menor consumo de 
combustible, mejorando las prestaciones del mismo; menor ruido (característico de 
estos motores) y una menor emisión de gases contaminantes. 
Las desventajas iniciales de estos motores (principalmente valor de adquisición, 
costos de mantenimiento, ruido y menos prestaciones) se están reduciendo debido 
a mejoras tecnológicas que se han hecho con el tiempo, en su diseño original sobre 
todo en inyección electrónica de combustible y mejoras en sistema de alimentación 
de aire forzado con accesorios como el turbocompresor. 
El uso de una precámara para los motores de automóviles, se consiguen 
prestaciones semejantes a las de los motores de gasolina, pero se presenta el 
inconveniente de incremento del consumo de combustible, con lo que la principal 
ventaja de estos motores prácticamente desaparece. Durante los últimos años el 
precio del combustible ha superado a la gasolina común por al aumento de la 
demanda. Este hecho ha generado quejas de los consumidores de gasóleo, como 
es el caso de transportistas, agricultores o pescadores. [4] 
Grancillet et al, describieron la importancia de tener en cuenta que el tipo más 
común de generación distribuida está relacionada con la generación asíncrona 
conectada a la red a través de inversores, y que los generadores distribuidos 
sincrónicos son muy comunes, en particular en plantas industriales, donde el uso 
http://www.taringa.net/enciclopedia/diesel
 
5 
de producción combinada de calor y electricidad brinda mejoras substanciales en 
eficiencia y ahorro de energía, además de beneficios económicos [5]. 
Zimmermann et al, estudio la estabilidad transitoria al analizar el comportamiento 
de un sistema de potencia ente contingencias, perturbaciones y/o eventos 
transitorios y con base en estos determinar las acciones que habrán de tomarse 
para permitir al sistema su ocurrencia, manteniendo una operación continua, con 
las menores deviaciones posibles respecto de la condición de operación pre-
disturbio [6]. 
Hoan y Chow, discuten el diseño de una planta de emergencia en un complejo 
industrial, revisando problemas de estabilidad como sobrecargas, caídas de voltaje 
y frecuencia, que pueden causar la pérdida del suministro de energía eléctrica del 
complejo en condiciones de emergencia, determinando esquemas de deslastre y 
arranque de cargas para evitar problemas de estabilidad en operaciones de 
contingencia en el sistema analizado [7]. 
Dunki-Jacobs et al, muestran la importancia de los estudios de estabilidad en 
complejos industriales mediante un ejemplo real, en el cual, debido a la mala 
planificación del sistema, fue necesario realizar un rediseño del mismo, debido a 
que las corrientes aportadas por los generadores instalados en la planta hacían 
indispensable el uso de limitadores de corriente y estos no permitían aprovechar el 
100% de la capacidad de potencia de los generadores [8]. 
Zimmermann et al, llevaron a cabo un estudio de estabilidad transitoria en un parque 
industrial, proponiendo un esquema de deslastre de carga por bajo voltaje, 
restringido por la exportación de corriente hacia la red externa. Además, evalúan los 
tiempos críticos para el despeje de fallas externas, para así establecer los retardos 
de cada escalón del esquema de deslastre de carga por bajo voltaje y evitar la 
operación de las protecciones por eventos en la red externa [9]. 
Salim et al, concluyen que los problemas de estabilidad en sistemas de distribución 
con generadores sincrónicos distribuidos, si no son resueltos, pueden traer otros 
inconvenientes al sistema. En especial las oscilaciones electromecánicas, las 
cuales causan problemas relacionados con la calidad de potencia [10]. 
En el caso de los complejos industriales, donde la generación se encuentra cerca 
de los centros de consumo; las variaciones tanto en frecuencia como en voltaje 
generadas por dichas oscilaciones pueden afectar cargas sensibles. Bidram et al, 
muestran a partir de simulaciones en un complejo industrial con dos centros de 
generación interconectados con la red externa, como con restricciones de carga 
para generación distribuida con máquinas sincrónicas, se puede asegurar la 
estabilidad de su primera oscilación después de una falla [11]. 
 
6 
Lo que se propone en este proyecto es realizar el diseño de una planta electrica a 
diésel, con descripción de cada uno de los componentes que conforman a las 
plantas eléctricas diésel, además del procedimiento para la instalación minuciosa 
de esta, a la vez en la cual se describa el mantenimiento preventivo que ocupan las 
plantas eléctricas a diésel. 
1.3 Justificación 
La realización de este proyecto está destinada a introducir al alumno u operador en 
los procedimientos de trabajo seguro con las plantas eléctricas a diésel. Uno de 
estos procedimientos es el diseño, parte donde se hacen los cálculos necesarios 
para seleccionar de mejor manera la planta electrica a diésel, al igual que 
mantenimiento preventivo e instalación electrica a realizar. 
Este mantenimiento a las plantas electricas a diésel se lleva a cabo con el fin de 
prevenir y detectar posibles fallos para que puedan ser corregidos. Así, el principal 
objetivo de este proyecto es el diseño de una como tal, de las tareas de 
mantenimiento que puede efectuar el propio operador y que son comunes a la 
mayoría de las máquinas de este tipo. 
Realizar el mantenimiento adecuado para estas máquinas al igual que la instalación 
electrica y acoplamiento a la red o edificio, hace que se consigue que los equipos 
de trabajo estén en las mejores condiciones de utilización para que puedan realizar 
labores con la calidad, productividad y seguridad que se requiere, así como 
prolongar su vida útil. 
1.4 Objetivo 
Realizar el diseño de una planta electrica a diésel, en el cual debe estar especifico 
el proceso de instalación electrica y el mantenimiento preventivo que se debe aplicar 
a estos. 
Objetivos específicos.- . Diseñar y escribir los cálculos necesarios para la 
selección de una planta. Escribir los pasos a seguir para la instalación electrica y/o 
acoplamiento de estas a la red de un edificio. Plasmar los pasos a seguir para 
realizar el mantenimiento preventivo mayor mente utilizados en las plantas 
electricas a diésel para un correcto funcionamiento. 
 
 
7 
1.5 Metodología 
 
 
 
Fig. 1.1 Diagrama a bloques del sistema eléctrico con dos fuentes de alimentación. 
Una planta de emergencia de CA es un equipo de corriente alterna, mejor conocido 
como maquina rotatoria síncrona o grupo electrógeno. Dicho equipo consta 
principalmente de un acoplamiento motor-generador, en el cual la flecha de un 
motor de combustión interna se conecta al rotor del generador a través de unos 
discos flexibles. 
La planta de emergencia nos entrega un voltaje que depende del número de polos 
que consta el rotor del generador y de la velocidad que gira el motor. El equipo opera 
en base a la ley de Faraday. Incrementando la fuerza del campo magnético, el 
voltaje se aumenta, sin alterar físicamente el generador o la frecuencia. Un 
regulador de voltaje será el componente responsable de variar dicho campo, el cual 
se alimentará a través de una excitación. 
Para la generación de energía, las plantas de emergencia requieren principalmente 
de un campo magnético, un conductor y un movimiento relativo. El campo 
magnético es el rotor del generador. El conductor es el estator del generador y el 
movimiento relativo es el motor que hace girar el rotor. El campo de excitación es la 
alimentación al regulador de voltaje. 
El regulador de voltaje, como dice su nombre, regula la salida del generador, 
variando el voltaje de corriente directa aplicado al rotor, logrando así, variar el 
campo magnético. Las plantascuentan con un sistema de control. Como se puede 
apreciar claramente en la Fig. 1.2 se muestra el diagrama de operación de una 
planta de corriente alterna. 
Subestaci
ón 
Eléctrica 
 F 
N 
E 
Alimentaci
ón 
Emergenc
ia 
Planta 
eléctrica 
Control 
Maestro 
Circuito 
de control 
de 
transferen
cia y paro 
Carga 
Eléctrica 
Alimentació
n normal 
 
8 
 
Fig. 1.2 Diagrama de operación de una planta CA. 
No obstante, en la Fig. 1.2 se puede observar claramente en el diagrama un estator 
con dos embobinados de potencia establecidos, lo que nos dice y nos da a entender 
que el generador utilizado o implementado es bifásico (2 líneas y un neutro). Para 
un sistema trifásico, se requiere de un estator con tres embobinados de potencia (3 
líneas y un neutro). 
Las plantas de CA cuentan con un papel de control, regulador de voltaje automático, 
un gobernador, protecciones para el motor, protecciones para el generador y un 
tablero de transferencia para su funcionamiento automatizado. Se necesita 
considerar la carga de transición, el arranque del motor y la respuesta de falla de un 
generador para un buen diseño del equipo. 
En la Fig. 1.3 se muestra las partes principales que conforman la planta de 
emergencia. Es de vital importancia el conocimiento de dicho sistema para entender 
perfectamente su funcionamiento. Las partes primordiales son: motor, generador, 
sistema de arranque, regulador de voltaje, regulador de gas, gobernador, panel de 
control, protecciones , baterías, cargador de batería, conexiones de CA, tablero de 
transferencia. Y el sistema de alimentación. 
 
 
9 
 
Fig. 1.3 Estructura de una planta de emergencia de 80 kW. 
 
 
10 
2. Marco teórico 
 
2.1 Plantas eléctricas 
Motores.- Los motores se clasifican de acuerdo con las características siguientes: 
tamaño, voltaje, numero de polos, fase, principio de operación, construcción y 
características de arranque. La mayor parte de los motores utilizado en los equipos 
de los edificios son del tipo de inducción de jaula de ardilla. Debido a la reactancia 
inductiva del embobinado del motor. 
Los motores de inducción siempre tienen un factor de potencia atrasado, que puede 
ir desde el 70 al 80% a plena carga, y tan bajo como el 10 al 20% durante el 
arranque. En consecuencia, la corriente de arranque de un motor puede ser de 
hasta 10 veces corriente a plena carga. El tamaño de un motor se establece en 
caballos de fuerza (hp) que es equivalente a 746 watts, o 0.75 kW. La corriente a 
plena carga de un motor varía de acuerdo con su diseño. 
Operando bajo un principio de deslizamiento: un motor de inducción tiene una 
velocidad normal ligeramente menor que su velocidad síncrona. Por ejemplo, un 
motor de dos polos normalmente tiene una velocidad síncrona de 3600 rpm (60 Hz 
* 60 seg/min), pero a una velocidad nominal de 3450-3500 rpm, si opera en un 
sistema de 60 Hz [12]. 
Tipos y aplicaciones de los motores de combustión interna.- Los motores de 
combustión interna suelen clasificarse, con base en el método para iniciar la 
combustión, en dos grupos, a saber: motores de ignición eléctrica y motores de 
ignición por compresión. Otra forma de clasificación se basa en el hecho de si la 
energía mecánica rotatoria se obtiene del movimiento rectilíneo alternativo de uno 
o más pistones. 
Motores de ignición eléctrica. Los motores de ignición eléctrica ideados por Otto 
funcionan de la siguiente manera: en la primera fase llamada admisión, la carga es 
aspirada hacia el interior de la cámara, provocando el descenso del pistón a lo largo 
del cilindro. Durante esta fase la válvula de admisión permanece abierta y la de 
escape cerrada. 
La fase de compresión se inicia cuando el pistón empieza a desplazarse hacia 
arriba. Durante esta fase las válvulas de admisión y escape permanecen cerradas, 
de forma que la carga es comprimida hasta que su volumen se hace muy pequeño. 
Cuando toda la carga queda encerrada en la recamara o parte superior del cilindro, 
es encendida mediante una chispa. 
Estas válvulas permanecen cerradas. En la fase de escape se abre la válvula de 
escape y el pistón reinicia su carrera ascendente empujando los gases residuales 
 
11 
de la combustión hacia el exterior del cilindro. Otto construyo un motor de gasolina 
siguiendo la secuencia de fases y comenzó su fabricación de escala industrial que 
giraba a 180 revoluciones por minuto [13]. 
 
Fig. 2.1 Cámara de combustión del motor de ignición eléctrica. 
Motores de ignición por compresión. En el año de 1893 el ingeniero alemán Rodolfo 
Diésel publico un trabajo titulado “Teoría y Construcción de un Motor Térmico 
Racional”. Mediante la termodinámica se intentaba llegar a comprender las 
relaciones existentes entre el calor y el trabajo con el fin de aplicarlas luego en la 
construcción de convertidores de energía más eficaces. La teoría de Diésel se 
basaba en dos consideraciones fundamentales. 
La primera consistía en el hecho de que cuando más se comprimía una determinada 
cantidad de gas, más aumentaba su temperatura y de manera análoga cuando más 
se expandía disminuía la temperatura. Por ejemplo, la temperatura de la mezcla es 
muy alta cuando es comprimida por el pistón en su carrera ascendente y alcanza 
su mínimo volumen y se enfría cuando el gas alcanza su máximo volumen. 
La segunda consideración de Diésel se basaba que cuanto mayor fuese la 
diferencia entre las dos temperaturas del gas dentro de las cámaras, antes y 
después de la comprensión mejor funcionaria el motor. La relación entre los dos 
volúmenes de gas en el cilindro antes y después de la compresión, es comúnmente 
llamada relación de comprensión. 
 
12 
La idea racional de Diésel consistía en aumentar la eficacia del motor de combustión 
interna de Otto, aumentando su relación de compresión, pensaba construir un motor 
que pudiera comprimir el aire hasta 16 veces de su volumen original: en este estado 
el aire alcanzaría una temperatura de 538 ºC. Entonces se inyectaría directamente 
en el cilindro el carburante que debido a la alta temperatura prendería 
espontáneamente [14]. 
 
Fig. 2.2 Cámara de combustión del motor de ignición eléctrica. 
Alternadores.- un generador de corriente alterna es también conocido como un 
alternador. El elemento rotatorio de grandes alternadores se denomina rotor. Lo 
hacen girar turbinas de valor, hidro o motor Diésel. Estos alternadores producen la 
energía eléctrica empleada en las casas y la industria. Los alternadores pequeños 
de CA casi siempre son accionados por motores de gasolina. 
Tipos de alternadores.- La clasificación de alternadores en las industrias para la 
construcción e implementación de plantas electricas a diésel, se llegan a clasificar 
dependiendo el tipo de construcción efectuado para esta, así como los materiales, 
potencia, etc. Pero las principales son de armadura giratoria, de campo giratorio y 
de imán permanente. 
Alternador de armadura giratoria. Es utilizada en alternadores pequeños, por lo 
general la armadura es el elemento rotatorio o rotor. El rotor gira dentro del campo 
magnético producido por los devanados de campo estacionarios, denominados 
 
13 
estatores. El rotor cuenta con un colector o anillos colectores que están en contacto 
con escobillas de carbón, que sirven para la recolección de la energía generada 
Alternador de campo giratorio. En este tipo de alternador es tipo que la armadura 
permanezca estacionaria, y que el devanado de campo del alternador es giratorio. 
La ventaja de tener este tipo de devanado de armadura estacionario es que el 
voltaje generado, ya que se puede conectar en forma directa (sin problemas) a la 
carga sin anillos deslizantes. 
Las conexiones fijas son más fáciles de aislar que los anillos deslizantes en altos 
voltajes, por esta razón los alternadores de alto voltaje y gran potencia son del tipo 
de campo giratorio, y estos se empleanen las centrales generadores grandes, tales 
como plantas hidroeléctricas. Como el voltaje aplicado al campo giratorio es de CD 
y bajo voltaje, no tiene el problema de arqueo en los anillos deslizantes. 
Alternador de imán permanente. Un alternador de imán permanente o magneto es 
un alternado de corriente alterna en el cual, el campo magnético en este tipo de 
alternador lo producen uno o más imanes permanentes dentro y no electroimanes. 
En algunos alternadores de este tipo, por lo regular los imanes permanentes forman 
parte del rotor [15]. 
Alternadores síncronos. El principio fundamental de operación de los alternadores 
sincrónicos es que el movimiento relativo entre un conductor y un campo magnético 
induce un voltaje e el conductor. Una fuente externa de energía CD o excitador se 
aplica a través de anillos colectores en el rotor: la fuerza del flujo, y por lo tanto el 
voltaje inducido en la armadura se regula mediante la corriente directa y el voltaje 
suministro al campo. 
La corriente alterna generada en estos tipos de alternadores síncronos, es 
completamente producida en la armadura de esta, debido a la inversión del campo 
magnético que en este alternador esta predeterminado, a medida que los polos 
norte y sur que en estos están presentes llegan a pasar por los conductores 
individuales. 
Frecuencia de un alternador.- La frecuencia de la corriente alterna generada por 
un alternador depende del número de polos magnéticos formados por los 
devanados de campo y de la velocidad del rotor (ya sea que la armadura o los 
devanados de campo estén girando), estas dos variables se relacionan de la 
siguiente forma como se presenta en (2.1). 
𝑓 = 
𝑝∗𝑛
120
 (2.1) 
En la ecuación (2.1) se establece que para obtener la frecuencia de la corriente 
alterna generada por el motor será el número de polos magnéticos formados por los 
 
14 
devanados del campo (p) multiplicado por la velocidad del rotor (n) con unidades 
en revoluciones por minuto, todo esto dividido entre un numero previamente ya 
establecido. 
Cuando un rotor ha girado un ángulo lo suficientemente amplio por dos polos 
opuestos (norte y sur) para pasar un devanado del estator, el voltaje inducido en el 
devanado habrá pasado a través de un ciclo completo de 360º (grados eléctricos). 
Entre más polos existan en el campo giratorio, menos será la velocidad de rotación 
necesaria para cierta frecuencia [16]. 
Voltaje de un alternador.- El voltaje de salida de un alternador depende en mayor 
parte de la velocidad del rotor, del número de bobinas de armadura y de la 
intensidad del campo magnético producido por los devanados de campo. Como se 
puede observar existe una relación directa entre la frecuencia y el voltaje con la 
velocidad del rotor, por tal razón se dice que estas dos variables están acopladas, 
cualquier variación de una de ellas se verá reflejada en la otra [17]. 
Sin embargo, la frecuencia depende únicamente de la velocidad del rotor, ya que el 
número de polos en el alternador permanece fijo, por tal razón para controlar la 
frecuencia generalmente se gobierna la velocidad del rotor, y para el control del 
voltaje se manipula la intensidad del campo, ya que el número de bobinas de 
armadura también permanece fijo [18]. 
La relación que existe entre los factores que determinan el voltaje de salida de un 
alternador está dada por la ecuación (2.2), donde el número de líneas del flujo por 
polo (𝜑) es multiplicado por la frecuencia (𝑓) dadas en Hertz (Hz) por el numero de 
conductores en serie por fase, todo esto multiplicado por un numero previamente 
establecido. 
𝐸 = 2.2 ∗ 𝜑 ∗ 𝑍 ∗ 𝑓 (2.2) 
Por consiguiente, para cualquier alternador, la salida depende de la densidad de 
flujo, el número de conductores en el campo y la velocidad con la que se mueven 
los conductores por campo. Cuando cambia la carga eléctrica conectada al 
alternador, varia el voltaje en sus terminales. La causa de este cambio son la 
resistencia, la reacción y la reactancia de la armadura. 
Estos elementos dichos se muestran en el circuito equivalente de una fase de un 
alternador trifásico que se puede apreciar en la Fig. 2.3. La reacción de la armadura 
es definida como el efecto producido por la fuerza magnetomotriz creada por la 
armadura, dicha fuerza distorsiona y debilita el flujo que proviene de los polos 
electromagnéticos. 
El cambio de voltaje debido a la reacción de la armadura depende del factor de 
potencia de la carga (adelantado o atrasado), y los efectos que produce cuando la 
 
15 
carga es inductiva (atrasada), la reacción de la armadura se opone al campo de CD 
debilitándolo y causando una reducción del voltaje en terminales y también cuando 
la carga es capacitiva (adelantada), el campo de CD se refuerza e incrementa el 
voltaje en terminales. 
En cuanto a la reactancia de un alternador, se tiene que; cada una de las fases del 
devanado del estator posee una resistencia R y la inductancia L. La inductancia se 
manifiesta como reactancia Xs, en la ecuación (2.3) se puede apreciar lo antes 
dicho, donde Xs es la reactancia sincrónica dada por fase con sus unidades en ohm 
(Ω), 𝐿 es la inductancia aparente y 𝑓 la frecuencia. 
𝐸𝑠 = 2 ∗ 𝜋 ∗ 𝑓 ∗ 𝐿 (2.3) 
 
 
Fig. 2.3 Circuito equivalente simplificado de una fase de un alternador trifásico. 
Protecciones.- Las protecciones se dividen en diferentes tipos, entre estos están 
las protecciones termomagnéticas, las protecciones diferenciales para los 
trabajadores u operadores de estas máquinas, protección de aislamiento, así como 
las consideraciones sobre los riesgos de electrocución, por baja presión de aceite, 
por alta temperatura del anticongelante, entre otros. 
Protección termomagnética.- La protección termomagnética preserva el 
alternador contra sobrecarga y cortocircuito. En el caso de sobrecarga la protección 
termomagnética será desconectada. Cuanto más grande sea la sobrecarga, más 
breve será el tiempo de desconexión. En el caso de cortocircuito la protección 
termomagnética siempre será desconectada inmediatamente. 
Protección diferencial para los trabajadores.- La protección de los trabajadores 
corta inmediatamente la corriente si ocurre una falta de aislamiento entre una fase 
y la tierra de más de 30, respecto a 100 o 100 mA. La protección de los trabajadores 
salvaguarda al usuario contra sacudidas eléctricas en caso de contacto indirecta. 
 
16 
Además, la protección de los trabajadores sirve para proteger contra cortocircuito (y 
sobrecarga). 
Protección de aislamiento.- Un relé de protección de aislamiento se utiliza para 
medir y vigilar el aislamiento (resistividad) entre redes de corriente alterna no 
conectadas a la tierra y una tierra elegida y por medio de eso proteger al usuario 
contra contacto indeseable con la red de corriente alterna. Cuando ocurre una falta 
de aislamiento, la tensión del alternador será cortada y el motor puede pararse o 
una alarma puede ponerse en marcha. Este sistema funciona sin toma de tierra. 
Consideraciones sobre riesgos de electrocución.- las plantas electricas 
suministran corriente durante su uso. Para eso hay que, evitar tocar cables 
desnudos o conexiones desconectadas, evitar manipular un grupo electrógeno con 
las manos o los pies húmedos, evitar exponer el equipo a salpicaduras de líquido, 
suelo húmedo o a la intemperie [19]. 
 
Protección por baja presión de aceite.- Los grupos electrógenos cuentan con 
sistema de protección de baja presión de aceite, el cual es un elemento que registra 
la caída de presión en caso de que esto ocurra se emplean los manómetros con 
contactos y así, también los sensores de presión de aceite para proteger el equipo 
por baja presión de aceite. 
Manómetro con contactos. Es un manómetro de presión de aceite conectado al 
motor, el cual tiene un contacto que es accionado mecánicamente y está calibrado 
para cuando se presenteuna caída de dicha variable, éste cambie de estado a fin 
de que se proteja al motor. Las terminales internas del instrumento son la aguja 
indicadora y un tope ajustable, el cual esta calibrado para que cierre cuando la 
presión disminuya a valores no aptos para la operación del electrógeno. 
Sensor de presión de aceite. Es un sensor con un elemento piezoeléctrico que 
registra el cambio de presión, modificando la resistencia en las terminales del 
sensor, este tipo de sensores requiere que se programe su curva de 
presión/resistencia en el control del motor/generador, y que se programe que 
presión se considera baja, para que el control mande una alarma o paro. Se utiliza 
en grupos electrógenos con control automático que cuentan con dicha entrada. 
 
Protección por alta temperatura de refrigerante.- se utilizan medidores de 
temperatura análogo. Instrumento análogo el cual tiene un contacto que es 
accionado mecánicamente y esta calibrado para que cuando se incrementa la 
temperatura del refrigerante del motor el contacto cambie de estado, y mande paro 
por alta temperatura. 
 
17 
Sensor de temperatura. Es un sensor del tipo termistor que registra el cambio de 
temperatura, modificando la resistencia en las terminales del sensor, este tipo de 
sensores requiere que se programe su curva de temperatura/resistencia en el 
control del motor/generador, y que se programe que temperatura se considera alta, 
para que el control mande una alarma o paro. 
Protección por sobre velocidad 
Para el caso de esta protección es a través de bomba de combustible la cual se 
ajusta de fabrica (protección mecánica en la bomba de combustible) para evitar que 
sobre pase las revoluciones permitidas. Para el caso de los manuales con control 
basado en microprocesador, como es el caso de las semiautomáticas y 
automáticas, el control integra un circuito de protección por sobre velocidad y 
dependiendo del tipo de control este puede ser del siguiente tipo: 
A través de una entrada análoga de medición de velocidad del control, el cual recibe 
la señal a través de un sensor magnético instalado en el motor. Y compara la 
velocidad actual del motor con la velocidad de referencia en este caso los 1800 rpm 
y en caso de sobre pasar el valor del porcentaje de sobre velocidad programado en 
el control, el control manda a parar el motor. 
Otra manera en que el control puede censar la velocidad es a través de la 
frecuencia, es decir, mide la frecuencia de una de las entradas de medición de 
voltaje del control y compara la velocidad actual del motor con la velocidad de 
referencia en este caso los 60Hz y en caso de sobre pasar el valor del porcentaje 
de sobre velocidad programado en el control, manda parar el motor. 
A través de este mismo circuito de protección en los equipos electricos, este tipo de 
controles que se le instala, proveen la medición de velocidad y adicionalmente se 
realizan las siguientes funciones. Control de falla de arranque Control contra acción 
de motor de arranque cuando el motor está operando. Lectura de revoluciones del 
motor RPM. 
 
2.2 Tipos de plantas Electricas 
Existen muchos tipos de grupos de plantas electricas a diésel, también conocidas 
como grupos electrógenos o también se les puede denominar plantas de 
emergencia, que pueden clasificarse, entre otras formas, en base al combustible 
usado, al tipo de tensión generada o al tipo de arranque. Se debe tener en cuenta 
estas posibilidades para una elección correcta del equipo. 
 
 
 
18 
En base al combustible.- Las plantas electricas a diésel, también conocidas como 
grupos electrógenos o plantas electricas de emergencia que usan diésel, son 
completamente idóneos para potencias necesarias a partir de unos 5 kW, 
aproximadamente (dependiendo a que se emplee), y de utilización frecuente y 
durante períodos largos (varias horas). 
Potencia 
(Kw) 
Combustible Consumo de combustible 
a plena carga (l/h) 
Volumen de aire de 
refrigeración 
(m3/min.) 
1 Gasolina 1,1 3,9 
2,5 Gasolina 1,85 8,5 
3 Diesel 1,32 12,5 
4 Gasolina 2,65 14,25 
5 Gasolina 3,33 14,25 
6 Diesel 2,12 16,7 
7,5 Gasolina 3,97 15,85 
12 Gasolina 6,81 25,20 
12 Diesel 4,54 22,65 
15 Gasolina 8,52 25,20 
Tabla 2.1 Plantas Electricas refrigeradas por aire. 
Los de gasolina, que son más baratos, se usan para potencias por debajo o iguales 
a 2 kW si se utilizan frecuentemente, o hasta 5 kW si su uso es más esporádico. El 
gas (propano o butano) es un combustible apropiado para grupos electrógenos de 
pequeña o mediana potencia (hasta 5 kW, por ejemplo) pero con una utilización 
frecuente. 
También es adecuado convertir un grupo de gasolina a gas si se dispone de gas 
propano o de gas Lp en depósitos grandes, ya que su coste por hora de 
funcionamiento es menor que el de gasolina. El adaptador correspondiente 
representa un sobrecosto que sólo se amortiza si se utiliza frecuentemente o si se 
dispone de un tanque de propano. 
Los valores que se presentan en la Tabla 2.1 son modelos normalizados 
funcionando a 1800 r.p.m., con refrigeración por aire a presión y con arranque 
eléctrico. Para esta comparación se han tenido en cuenta los grupos electrógenos 
de un solo fabricante, por lo que otros fabricantes pueden presentar valores 
distintos. 
 
19 
En base al tipo de tensión.- Sólo será necesario un grupo trifásico si es necesario 
hacer funcionar aparatos que necesiten corriente trifásica (motores grandes, 
bombas potentes, etc.). Si no es así, el grupo debe ser monofásico (220V). Los 
grupos electrógenos convencionales normalmente están configurados con un 
sistema trifásico de generación. 
Se dispone de tres fases independientes, llamadas "R", "S" y "T", y un borne neutro 
llamado comúnmente "N". En este esquema se pueden conectar cargas que 
requieran las tres fases simultáneamente más el neutro (motores eléctricos) o bien 
cargas que requieran sólo una de las tres fases más el neutro (iluminación en 
general). 
En este último caso se podrán conectar a cualquiera de las tres fases, pero se 
deberá tener especial atención en conectar igual cantidad de cargas en cada una 
de las tres fases, lo que se conoce comúnmente como "equilibrio de fases". 
Si solamente se requiere el grupo electrógeno para alimentar una única carga 
monofásica, se configurará el generador especialmente en este modo, donde sólo 
se dispondrá de una única fase y un neutro. 
En base al tipo de arranque.- El arranque manual es adecuado para grupos de 
hasta 5 ó 6 kW, especialmente los de nafta o gas, este tipo de arranque se puede 
efectuar con o sin conmutador de carga. A partir de esta potencia, es preferible que 
tengan arranque eléctrico. Por otra parte, se desea automatizar su funcionamiento, 
el arranque debe ser forzosamente eléctrico. 
Arranque manual (sin conmutador de carga). Hay que disponer de cables de 
extensión hasta el lugar de utilización y enchufar cargas a ellos hasta alcanzar la 
capacidad del generador. Este sistema, aunque es el menos caro es también el más 
incómodo. La primera condición que exige es que debe haber alguien en el lugar de 
utilización que sepa cómo arrancar y conectar el equipo. 
Arranque manual (con conmutador de carga). En la siguiente figura se muestra un 
conmutador capaz de manejar toda la carga. Éste es independiente de la capacidad 
del generador, debido a que sus contactos deben poder soportar toda la corriente 
de carga en condiciones normales de funcionamiento. Cuando esté trabajando el 
generador será necesario desconectar algunas cargas para no exceder su 
capacidad. 
 
 
20 
 
Fig. 2.4 Diagrama de arranque manual con conmutador de carga. 
Arranque eléctrico (con conmutador manual de carga). Para poner en marcha el 
grupo debe pulsarse el botón de arranque. Una vez arrancado el grupo electrógeno, 
se coloca el conmutador de carga en la posición "generador". La siguiente figura 
muestra el método para incorporar laconmutación del suministro de energía de la 
línea a un grupo de circuitos de emergencia escogidos. 
 
Fig. 2.5 Diagrama de arranque eléctrico con conmutador manual de carga. 
Arranque eléctrico (con control automático). Si se emplea el sistema de conmutador 
de carga el generador debe dimensionarse para soportar la carga máxima. Si no se 
hace así, existirá la posibilidad de un paro del motor a causa de la sobrecarga. Si 
se emplea el sistema de arranque eléctrico se permite usar un generador de menor 
potencia, así el conmutador también de menor. 
 
21 
 
Fig. 2.6 Diagrama de arranque eléctrico con control automático. 
Si se emplea el sistema de la figura siguiente se supone que el generador se ha 
dimensionado para alimentar todas las cargas excepto los equipos de gran consumo 
de potencia (aire acondicionamiento y cocinas eléctricas). Deben instalarse unos 
contactores que abran los circuitos de estos equipos cada vez que se use el grupo 
electrógeno. 
La eliminación de las cargas pesadas de esta manera puede producir un 
sustancioso ahorro en el precio de coste. La figura muestra la disposición de la 
conmutación de carga en la que al fallar el suministro se desconectan 
automáticamente el acondicionador de aire y la cocina eléctrica. La elección de una 
llave de transferencia automática surge de analizar la máxima corriente que 
habitualmente pasará por ella. 
Un ejemplo claro podría ser el siguiente: en un edificio se tiene que la corriente 
habitual que consumen las cargas es 500 Amp. El grupo de emergencia sólo 
alimentará las cargas de máxima prioridad que suman 100 Amp. La llave de 
transferencia a elegir deberá ser apta para 500 Amp, dado que será la máxima 
corriente que manejar en forma habitual. 
2.3 Factor de carga 
Cuando se interpreta las especificaciones de un generador eléctrico siempre 
veremos cuanta potencia puede generar, la vida útil que tendrá el equipo, al igual 
que otras muchas especificaciones. Debido a esto, es importante siempre 
considerar el factor de carga bajo el que se hicieron estas pruebas (se debe tomar 
en cuenta el uso de horas al año y la demanda máxima que tendrá el equipo). 
 
22 
El factor de carga de un grupo electrógeno es un criterio de clasificación muy 
importantes. Este indica de cierta forma la capacidad que puede soportar. El factor 
de carga se calcula hallando el producto de varias cargas. La ecuación será definida 
como se muestra en (2.4) donde cada factor de ambos será definido claramente en 
(2.5) y (2.6). 
 
𝐹𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 = % 𝑑𝑒 𝑡𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 ∗ % 𝑑𝑒 𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 (2.4) 
 
% 𝑑𝑒 𝑡𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 = 
𝑡𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑑𝑒 𝑐𝑖𝑒𝑟𝑡𝑎 𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐𝑖𝑓𝑖𝑐𝑎
𝑡𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑑𝑒 𝑜𝑝𝑒𝑟𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙
 (2.5) 
 
% 𝑑𝑒 𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 = 
𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐𝑖𝑓𝑖𝑐𝑎
𝑐𝑎𝑟𝑔𝑎 𝑛𝑜𝑟𝑚𝑎𝑙
 (2.6) 
 
Clasificación según factor de carga.- Las clasificaciones de los generadores o 
grupos electrógenos según su factor de carga llegan a ser arbitrarias y estas 
dependen de cada fabricante. Se basan en el factor de carga típico, las horas de 
uso por año, la demanda máxima y el uso en la aplicación. Por lo cual se divide en 
varios. 
Potencia auxiliar de emergencia. Un uso máximo promedio de 50 horas al año con 
un límite máximo de 200 horas. Su factor de carga típico será de 70%. Potencia 
auxiliar. Un uso máximo de 500 horas al año, y pudiendo satisfacer hasta 300 horas 
continuas y operación con cargas variables. Si sobrecarga disponible. La 
clasificación es equivalente a la principal +10%. El factor de carga máximo es 70% 
de la clasificación auxiliar. 
Potencia principal. Sin un límite máximo de horas. Factores de carga de entre 70 y 
80 %, con posibilidad de un 10% de sobrecarga (teniendo un límite de 1 hora por 
cada 12 horas de operación y sin exceder las 25 horas al año). La sobrecarga de 
10% está disponible en conformidad. La vida útil hasta el reacondicionamiento del 
motor depende de la operación. 
El tiempo de operación con carga mayor a 100% puede afectar la vida útil hasta el 
reacondicionamiento. Potencia continua. Siendo estas establecidas con horas 
ilimitadas para su uso, teniendo un factor de carga del 100% de la potencia continúa 
publicada. Generalmente en conformidad con la norma ISO 8528 con la COP, PRP, 
LTP (grupo de potencias) [20]. 
2.4 Factor de demanda y factor de diversidad en la determinación del tamaño 
Los factores de demanda y de diversidad resultan útiles para determinar el tamaño 
de los grupos electrógenos para la carga. Sin embargo, las cargas conectadas 
 
23 
deben interpretarse de modo que no todas puedan afectar en las plantas eléctricas 
al mismo tiempo. Si las cargas no se Inter traban, podría excederse la clasificación 
de las plantas. 
A pesar de esto, siempre debe asumirse que las características totales actuales de 
todos los motores y otras cargas que arrancan al mismo tiempo no excederán a 
corto plazo la clasificación de estas. En a Fig. 2.7 se muestra la forma en que se 
usan los factores de demanda y de diversidad para determinar el tamaño de la 
planta. 
 
Fig. 2.7 Forma de uso de los factores de demanda y diversidad. 
Como se puede apreciar en la Fig. 2.7, hay cargas conectadas de 300 kVA, 100 
kVA y 500 Kva respectivamente. Después de calcular los factores de demanda para 
cada una de las cargas, las cargas de demanda correspondientes son 240, 100 y 
350, respectivamente. Cuando se combinan, la carga de demanda total del sistema 
es 690 kVA. 
Cuando el factor de diversidad es 1.0 el total de 690 kVA se divide entre 1.0 para 
obtener 690 kVA total. Para cumplir con esta carga, se requiere una planta 
clasificada en un tamaño estándar de 750 kVA. Sin embargo, un factor de diversidad 
diferente en el mismo sistema cambiara el kVA total requerido. Si el factor de 
diversidad es 1.4. 
Factor de demanda.- Los requisitos de carga deben definirse y de deben de cumplir 
de la manera más exacta posible para así poder determinar el tamaño adecuado 
del grupo electrógeno (planta eléctrica). La “demanda máxima” o “factor de 
 
24 
demanda” es conocida como la demanda más alta puesta en suministro en un 
periodo especifico. 
Después de encontrar la carga conectada total del equipo, es necesario y muy 
importante conocer que proporción de la carga máxima que realmente se usara en 
un momento dado. También se le conoce al factor de demanda como la relación 
matemática de la carga de operación dividida entre la carga conectada como se 
muestra en (2.7). 
𝑘𝑊 𝑑𝑒 𝑜𝑝𝑒𝑟𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙
𝑘𝑊 𝑐𝑜𝑛𝑒𝑐𝑡𝑎𝑑𝑜𝑠 𝑑𝑒𝑚𝑎𝑛𝑑𝑎 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙𝑒𝑠
 ∗ 100 = 𝐹𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑑𝑒𝑚𝑎𝑛𝑑𝑎 (2.7) 
 
 
Fig. 2.8 Ilustración del factor de demanda. 
 
En el sistema de la Fig. 2.8 se presentan un sistema con 3 motores, clasificados a 
50 hp, 20 hp y 100 hp conectados a un grupo electrógeno. Si el motor de 50 hp se 
operara a 100% de su capacidad, su carga eléctrica conectada total seria de 37.3 
kW. Sin embargo, se espera que el motor de 50 hp produzca solo 54 % de su 
capacidad total. Por tanto, la carga eléctrica de operación es 20 kW. 
 
 
 
 
 
 
 
 
25 
Gamas de factores de demanda comunes 
Aparato Carga conectada total 
Motores para bombas, 
compresores, elevadores, 
sopladores, etc. 
20 a 60 por ciento 
Motores para operaciones 
semicontinuas, como 
plantas de procesos y 
fundiciones 
50 a 80 por ciento 
Soldadoras por arco 30 a 60 por ciento 
Soldadoras de resistencia 10 a 40 porciento 
Calentadores, hornos 80 a 100 por ciento 
Tabla 2.2 Factores de demanda comunes. 
Cuando se opera a 100% de la capacidad en una planta electrica a diésel o grupo 
electrógeno, la carga máxima del motor de 20 caballos de fuerza en el sistema es 
15 kW, que en el mismo valor de la carga conectada a esta. La carga de operación 
de un motor de 100 caballos de fuerza y que opera a 87% de su capacidad total 
será de 65 kW para este.Factor de diversidad.- El facto de diversidad es el valor puesto en la pequeña 
colección de cargas. El valor para todo el sistema, que se compone de pequeñas 
colecciones de cargas, se le conoce como factor de diversidad. La fórmula usada 
para calcular el factor de diversidad es la demanda máxima total dividida entre los 
kW de entrada total multiplicado por 100 como se da en (2.8). 
𝑘𝑊 𝑑𝑒𝑚𝑎𝑛𝑑𝑎 𝑚𝑎𝑥𝑖𝑚𝑎 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙
𝑘𝑊 𝑑𝑒 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎𝑑𝑎 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙
∗ 100 = 𝐹𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑑𝑖𝑣𝑒𝑟𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 (2.8) 
 
Fig. 2.9 Ilustración del factor de diversidad. 
La Fig. 2.9 demuestra el factor de diversidad. Es importante conocer que proporción 
de la carga máxima de todo el sistema está presente en un momento dado. Las 
 
26 
cargas individuales se conectan a los centros de carga. Cada centro de tiene cargas 
de 20 kW, 15 kW y 65 kW, para una carga conectada total de 100 kW. La carga 
conectada total de 100 kW se envía a un medidor de 80 kW [21]. 
 
 
27 
3. Desarrollo 
 
3.1 Diseño 
No todos usan la planta eléctrica para las mismas cosas. Algunos sólo requieren 
utilización momentánea como planta eléctrica, otros lo utilizan de manera intensiva 
en condiciones muy severas. Para este tipo de usuarios existen plantas de 
emergencia con características específicas. Lo primordial es adquirir la que mejor 
se adapte a sus necesidades. 
Watts que se requieren en la planta eléctrica.- Los motores son equipos que al 
momento de su arranque eléctrico demandan mucha más potencia que la potencia 
que se requiere cuando ellos ya se encuentran en funcionamiento. La tabla 3.1 es 
una guía de cómo se debe tener en cuenta lo anteriormente descrito. si un motor es 
de 30KW o 40HP, se debe contemplar una La planta eléctrica de 60KW o 75KVA. 
POTENCIA 
MOTOR 
POTENCIA DEL 
GENERADOR 
POTENCIA 
MOTOR 
POTENCIA DEL 
GENERADOR 
ARRANQUE 
DIRECTO 
ARRANQUE 
ESTRELLA-DELTA 
(kW) (Hp) (kW) (kVA) (kW) (Hp) (kW) (kVA) 
2.2 3 6 7.5 - - - - 
3 4 8 10 3 4 6 7.5 
4 5.5 10 12.5 4 5.5 8 10 
5.5 7.5 12.5 15.6 5.5 7.5 10.8 13.5 
7.5 10 15 18.8 7.5 10 14 17.5 
9.2 12.5 18.8 23.5 9.2 12.5 17.2 21.5 
11 15 22.5 28 11 15 20.5 25.5 
13 17.5 26.4 33 13 17.5 23.6 29.5 
15 20 30 38 15 20 27 34 
18.5 25 40 50 18.5 25 33 42 
22 30 45 57 22 30 40 50 
26 35 52 65 26 35 45 57 
30 40 60 75 30 40 52 65 
37 50 75 94 37 50 65 81 
45 60 90 112 45 60 77 97 
51 70 105 131 51 70 90 112 
59 80 120 150 59 80 102 128 
66 90 135 170 66 90 115 144 
75 100 150 190 75 100 128 160 
92 125 185 230 92 125 158 198 
110 150 210 2160 110 150 190 237 
Tabla 3.1 Tabla de watts requeridos. 
http://www.ac-cc.com/index.php?option=com_virtuemart&Itemid=76
http://www.ac-cc.com/index.php?option=com_virtuemart&Itemid=76
 
28 
 
El rango de capacidades de una planta electrica es de 30 kW (37.5 KVA) a 1,500 
KW (1,875 KVA) en uso continuo, 60 Hz, 1,800 r/min, f.p. 0,8, con una tensión de 
generación de 480/277, 440/254 ó 220/127 V. Electrica se debe suministrar con los 
medios necesarios para el arranque automático para entrar en operación por 
ausencia de tensión de la fuente de energía eléctrica, por medio de un tablero de 
transferencia y que tome la energía a plena carga como máximo en 10 seg. 
La capacidad de la Planta en operación continua debe determinarse en base al total 
de la carga que se requiere respaldar con este equipo. El generador eléctrico, el 
motor de combustión interna y el banco de baterías para el arranque deben 
instalarse sobre una base o patín estructural común, con sistema de aislantes de 
vibración y preparaciones para el anclaje del patín. 
Condiciones ambientales: La Planta de emergencia y sus equipos complementarios 
deben tener acabado anticorrosivo, envolvente tipo 2 a prueba de goteo, tipo interior 
de acuerdo con NMX-J-235/1-ANCE. Temperatura: La Planta debe operar en forma 
continua en un rango de temperatura ambiente de 0 °C (273,15 K) a 40 °C (313,1 
K) sin detrimento de su capacidad. 
Humedad relativa: La Planta de emergencia debe operar del 10 por ciento y el 95 
por ciento de humedad relativa sin condensación. Nivel de ruido máximo: el 
fabricante o proveedor debe de proporcionar desde la etapa de licitación los datos 
del nivel de ruido máximo de la Planta de emergencia y la distancia donde se tome 
esta lectura. Según la Norma Oficial Mexicana NOM-011-STPS-2001 Condiciones 
de seguridad e higiene en los centros de trabajo, donde se genere ruido. 
NER TMPE 
90 Db (A) 8 Horas 
93 Db (A) 4 Horas 
96 Db (A) 2 Horas 
99 Db (A) 1 Hora 
102 Db (A) 30 Minutos 
105 Db (A) 15 Minutos 
Tabla 3.2 Limites máximos permisibles de exposición. 
 
Altitud.: La Planta de debe trabajar a valores nominales sin detrimento en sus 
características a la altitud en m.s.n.m. Para generadores a instalar en altitudes 
mayores a 1,000 m.s.n.m., se debe aplicar un derrateo en 1 por ciento en exceso 
de cada 100 m, de acuerdo con la sección 33.3.2.4 de NEMA MG 1 o equivalente. 
Para generadores instalados hasta 1,000 m.s.n.m., no deben operar con 
degradación en su capacidad. 
 
29 
Capacidad. De acuerdo con la Tabla 3.3 la capacidad y tensión, ya sea de una 
planta electrica a diésel, grupo electrógeno o de planta de emergencia se debe 
elegir entre los valores de la siguiente tabla. Donde se puede apreciar la potencia 
base en kW y kVA, así como la potencia de sobre carca en kW Y kVA. Y por último 
igual la tensión de operación en volts. 
 
Potencia 
base 
(prime o 
uso 
continuo) 
kW 
Potencia 
base 
(prime o uso 
continuo) 
kVA 
Potencia de 
sobrecarga 
(stanby o uso 
en 
emergencia) 
kW 
Potencia de 
sobrecarga 
(stanby o 
uso en 
emergencia) 
kVA 
Tensión de operación 
 
V 
30 37.5 33 41.2 480, 480/277 ó 220/127 V 
40 50 44 55 480, 480/277 ó 220/127 V 
50 62.5 55 68.7 480, 480/277 ó 220/127 V 
60 75 66 82.5 480, 480/277 ó 220/127 V 
75 93.8 82.5 103.1 480, 480/277 ó 220/127 V 
100 125 110 137.5 480, 480/277 ó 220/127 V 
125 156 138 171.6 480, 480/277 ó 220/127 V 
150 187 165 205.7 480, 480/277 ó 220/127 V 
175 219 192.5 240.9 480, 480/277 ó 220/127 V 
200 250 220 275 480, 480/277 ó 220/127 V 
250 312 275 343.2 480, 480/277 V 
300 375 330 412.5 480, 480/277 V 
350 438 385 481.8 480, 480/277 V 
400 500 440 550 480, 480/277 V 
500 625 550 687.5 480, 480/277 V 
600 750 660 825 480, 480/277 V 
700 875 770 962.5 480, 480/277 V 
800 1,000 880 1,100 480, 480/277 V 
 
30 
900 1,125 990 1,237.5 480, 480/277 V 
1,000 1,250 1,100 1,375 480, 480/277 V 
1,250 1,563 1,375 1,719.3 480, 480/277 V 
1,500 1,875 1,650 2,062.5 480, 480/277 V 
Tabla 3.3 Capacidad de grupo generador (planta de emergencia). 
 
Dimensionado de plantas diésel.- La determinación del tamaño o capacidad del 
grupo electrógeno y su configuración, son parte de un proyecto eléctrico, mecánico 
y obras civiles, el cual definirá: Potencia necesaria para cubrir necesidades 
presentes y futuras. Elementos que debe incorporar el equipo. Normativas legales 
que cumplir. Lugar donde serán instalados el o los equipos. 
El dimensionado incorrecto de una planta diésel ha sido común hasta ahora y ello 
conlleva fuertes penalizaciones en consumo energético. Para conseguir un 
dimensionado óptimo de la unidad se requiere una consideración cuidadosa de 
varios factores incluyendo análisis detallado de las fluctuaciones de carga 
estacional y diaria, crecimiento de carga anual, e incorporación de restricciones 
prácticas para la operación diésel factible y fiable. 
Si la unidad diésel solamente se basa en valores de carga promedio y/o cargas pico, 
o en una base anual, con algunos márgenes de seguridad y capacidad adicional 
para ampliaciones futuras, la planta diésel estará generalmente muy 
sobredimensionada. El motivo es que las cargas de las comunidades remotas se 
caracterizan normalmente por ser altamente variables, con cargas pico tan altas 
como 5 o 10 veces las cargas promedio. 
Una aproximación práctica es emplearmúltiples unidades, series de dos o tres 
generadores, con varios tamaños y aplicar ciclos para repartir la energía y optimizar 
las cargas de cada unidad para alcanzar la máxima eficiencia del combustible. Un 
aspecto desafiante del uso de las plantas diésel es que la eficiencia de un generador 
diésel drásticamente se reduce cuando la carga cae por debajo del 30-40 % de la 
capacidad diésel nominal. 
La carga se suministra con una unidad generadora diésel de 925 kW. Pero si 
reemplazamos esta unidad por otra de 635 kW cuando tengamos cargas por debajo 
de 530 kW y/o por otra unidad de 560 kW cuando la carga está por debajo de 450 
kW, la demanda de carga total se reduce. De esta forma conseguimos que en todo 
momento se esté trabajando con plantas diésel que en todo momento estén más 
próximas a la carga nominal y la eficiencia en el consumo de combustible aumenta. 
 
31 
El uso de unidades múltiples con tamaños distintos es un sistema eficaz de trabajar 
con generadores diésel cuando nos enfrentamos a cargas variables. Un aspecto 
desafiante de un sistema diésel-eólico sin almacenamiento de energía es maximizar 
la tasa de absorción de energía eólica, o la cantidad de energía eólica importada, 
que también afecta la eficiencia de combustible diésel. 
El envejecimiento del generador y el impacto adverso en el consumo de 
combustible, la carga mínima de cada unidad se limita al 30 %. En consecuencia, el 
exceso de energía eólica se pierde cuando la demanda de carga es baja. 
Gestionando la carga diésel basándonos en unidades múltiples de diferentes 
tamaños y aplicando una estrategia de funcionamiento óptima puede reducirse de 
forma efectiva la energía perdida y conseguir un ahorro sustancial de combustible. 
Sin embargo, esta solución no es tan fácil de aplicar por lo que en el proyecto de 
Ramea fue investigada la configuración de reemplazar una de las tres unidades 
diésel por una unidad diésel de tamaño más pequeño. Para valorar la configuración 
más correcta se computó la eficiencia (kWh/litro) en relación con la carga 
suministrada por el generador. 
Varios análisis estudiando el modelo de carga demostraron que la decisión más 
racional era considerar la unidad de 635 kW como el tamaño óptimo de generación. 
Se realizaron análisis diarios detallados y estacionales del rendimiento del sistema 
de energía diésel-eólica requeridos para asegurar la selección correcta para la 
operación concurrente de la planta diésel y eólica. 
Después de calcular la carga total de los generadores diésel, el controlador maestro 
de la planta, DPMC, realiza la tarea de gestionar el ciclo del generador, cuando se 
requiera, para actualizar el estatus de operación de los generadores diésel, 
apagando/encendiendo generadores adicionales, compartiendo la energía entre 
múltiples generadores, y calcular el consumo de combustible de cada unidad. 
Restricciones de operación y control de plantas diésel.- La planta de energía 
diésel es la principal fuente de generación de la red de electricidad remota de la isla. 
Aunque la carga de la comunidad fluctúa en un amplio rango y puede caer a 200 
kW, la planta de generación eólica no está diseñada para operar 
independientemente del generador diésel. 
De aquí, bajo cualquier condición de generación de energía electrica a través de las 
plantas electricas o grupos electrógenos, el controlador de la planta diésel necesita 
asegurar la operación de al menos un generador diésel con una capacidad 
(previamente establecida) de reserva para soportar cargas repentinas y 
fluctuaciones de la energía eólica. 
 
32 
Las siguientes restricciones de operación se incorporan al modelo de control de la 
planta diésel como parte del análisis del flujo de energía: Restricciones de carga 
mínima (MLC) establecida al 30 %. Restricciones de reserva de rotación (SRC), que 
se determinan basándose en una carga promedio y configurada al 0,85 % de la 
capacidad nominal real del grupo diésel. 
Restricción de potencia máxima (MPC). Se define basándonos en la potencia 
instantánea de la planta diésel e incorpora tanto potencia real como reactiva 
suministrada por la planta diésel. MPC se configura al 0,95 % de la potencia 
aparente total de la planta diésel. Sin embargo, un generador diésel puede 
momentáneamente tolerar hasta un 10 % de sobrecarga. 
Ciclo de suministro de energía.- Basándose en la estructura actual de la planta 
diésel o grupo electrógeno con tres generadores diésel y la curva de duración de 
carga anual de la red, se obtuvo que un generador diésel de 925 kW puede 
suministrar la carga de una comunidad pequeña un 88 % del tiempo mientras esté 
funcionando de manera normal. 
Compartiendo carga.- Normalmente, una o dos unidades de generadores diésel o 
grupos electrógenos , también conocido como plantas de emergencia operan juntos. 
En condiciones de carga raras, se requiere la adición de una tercera unidad. El 
DPMC supervisa las operaciones de arranque, sincronización y operación en 
paralelo de la unidad diésel. 
Rendimiento.- Usando un generador diésel de un tamaño más pequeño se 
incrementa la absorción en un 6,7 % y correspondientemente se reduce la cantidad 
de energía electrica desperdiciada en un 30 %. Un efecto adverso del tamaño diésel 
reducido es que el número total de ciclos de arranque/parada de los generadores 
diésel se incrementan en un 50 % [23]. 
Consumo de potencia.- Elegir la planta electrica a diésel indicado para una 
necesidad concreta implica, necesariamente, conocer la potencia que este 
generador va a consumir. La potencia de un generador trifásico se calcula con la 
ecuación (3.1). Donde P es potencia; U es la tensión entre fases; I es la corriente 
por cada fase y “cos ?” es el factor de potencia de la carga. 
𝑃 = [𝑘𝑊] = 𝑈[𝑉𝑜𝑙𝑡] ∗ 𝐼[𝐴𝑚𝑝] ∗ 1.723 ∗ 𝐶𝑜𝑠 ¿/ 1000 (3.1) 
Si se tiene que alimentar una configuración de cargas monofásicas (lámparas 
incandescentes) que totalizan un consumo de 300 amperes se deben distribuir las 
lámparas en cada fase equitativamente, de manera tal de obtener un consumo total 
de 100 Amp. por cada fase. Luego se debe considerar que disponemos de un 
esquema eléctrico trifásico, donde la tensión entre fases es de 380 V y la tensión 
entre fase y neutro es de 220 V. 
 
33 
𝑈 = 380𝑉, 𝐼 = 100𝐴; 𝐶𝑜𝑠 = 1, (3.2) 
 𝑃[𝑘𝑊] = 380𝑉 ∗ 100𝐴 ∗ 1.732 ∗
1
1000
= 65.81 𝑘𝑊 (3.3) 
Si las plantas electricas a diésel o grupo electrógeno alimentará un motor eléctrico 
trifásico se deben distinguir los dos regímenes de carga que presentan los motores 
eléctricos: el régimen transitorio del arranque y el régimen permanente. Durante el 
régimen permanente, el motor eléctrico consumirá sus parámetros nominales de 
corriente y potencia. 
Durante el arranque de estas máquinas hay que considerar que la potencia 
mecánica a ser solicitada por el motor eléctrico para vencer la inercia de su rotor 
será: De 2 a 3 veces su potencia nominal expresada en kW si dicho arranque es 
del tipo directo. De 1,2 a 1,5 veces su potencia nominal expresada en kW para otros 
tipos de arranque. 
Si el grupo electrógeno alimentará cargas no lineales, típicamente una UPS, se 
debe tener especial cuidado en obtener los siguientes datos de la UPS: Potencia., 
Tensión y corriente nominales., Factor de potencia y eficiencia., Pulsos del 
rectificador., Para dimensionar el grupo electrógeno hay que considerar que su 
potencia nominal será por lo menos de 2,5 a 3 veces superior a la de la UPS. 
El régimen de uso.- Calcular la potencia a consumir del grupo electrógeno es sólo 
el primer paso para poder dimensionar la máquina. El segundo será establecer el 
régimen de uso del equipo. Para ello se deben distinguir tres regímenes diferentes. 
Régimen Stand By (Stand by Power). El grupo electrógeno será utilizado 
únicamente en caso de corte de la fuente principal de energía. (Factor de utilización 
= 1,00). 
Régimen Permanente(Prime Power). Calcular el régimen permanente de las platas 
electricas o grupos electrógenos será utilizado como fuente principal de energía de 
estas, sin limitación en la cantidad de horas diarias (uso) y con carga variable, tal 
que el promedio diario de la misma no supere el 70% del pico máximo de potencia 
a ser consumida. (Factor de utilización = 1,10). 
Régimen base (Continuous Power). El cálculo del régimen base servirá para que 
las plantas electricas a diésel, o plantas de emergencia, también conocidas en el 
medio como grupo electrógeno será utilizado como fuente principal de energía (si 
es requerido, con cálculos), sin limitación en la cantidad de horas diarias y con carga 
constante 24 x 24 hs. (Factor de utilización = 1,35). 
 
 
 
34 
3.2 Instalación 
Primeramente, necesitamos que se proteja a la planta de los agentes climáticos y 
que tenga el espacio suficiente para su operación. Para determinar el tamaño del 
local es necesario conocer la medida de la planta y de todos los equipos se 
colocarán. Lo planta debe de apoyarse sobre una superficie que aguante su peso y 
sea capaz de aislar las vibraciones producidas en su funcionamiento 
La instalación eléctrica de la planta debe cumplir estrictamente con sus 
procedimientos, características técnicas, y reglas de seguridad de manera que una 
vez terminada pueda ser aceptada por cualquier unidad de verificación. Como base 
de información se puede consultar la Norma Oficial Mexicana de Instalaciones 
Electricas NOM–001-SEDE–2012 y sus modificaciones. 
Sistema de escape.- La salida de gases deberá hacerse por medio de tubería de 
acuerdo con la salida del tubo de escape sin reducciones, conectándose al tubo 
flexible del motor, uniendo dicha tubería con bridas, soportándose adecuadamente 
con solera de fierro ó cadenas flexibles todo el tramo de tubería y en forma individual 
por su propio peso el silenciador, con el objeto de que el tubo flexible pueda hacer 
perfectamente su función. 
No debe quedar cargado el escape en el múltiple de la salida o turbo cargador de la 
máquina, considerándose una distancia no mayor de 15 metros y 3 cambios de 
trayectoria como máximo; Bastará con realizar en la punta del tubo un corte pluma 
o cuello de ganso. Si la terminación es en forma vertical deberá ponérsele un 
papalote o un gorro chino. 
Si la planta electica a diésel o grupo electrógeno está instalada dentro de un cuarto 
de máquinas, los gases de escape del motor deben dirigirse hacia el exterior a 
través de una tubería libre de fugas. Debemos asegurarnos de que el silenciador y 
tubería del escape estén libres de productos combustibles, además de que cumplan, 
con las normas de seguridad para la protección del personal. 
El punto primordial al diseñar el sistema de escape es no exceder la contrapresión 
permitida por el fabricante del motor. Para limitar la contrapresión el sistema de 
escape debe cumplir con ciertos criterios. Debe utilizarse una conexión flexible entre 
el colector y los tubos de escape, para disminuir la vibración del motor a los tubos y 
para compensar la expansión térmica. 
Verificar que el silenciador y la tubería del escape estén firmemente soportadas, 
para eliminar el esfuerzo en el múltiple de escape el cual puede producir grietas. 
Cualquier tubo horizontal o vertical deberá tener una inclinación con respecto al 
motor y estar dotados de puntos de drenaje en las partes más bajas, para evitar que 
 
35 
entre agua al interior del motor. Se puede emplear Garlock en las bridas para sellar 
cualquier fuga. 
Sistema de alimentación de combustible.- Las máquinas diésel eléctricas por lo 
general tienen alimentación y retorno, la alimentación deberá conectarse de la parte 
frontal inferior del tanque de combustible a la conexión de alimentación del motor, 
saliendo del tanque de combustible con una válvula de cuadro e interconectándose 
a través de una válvula check a la conexión de alimentación del motor. 
De la conexión de retorno del motor a la parte frontal superior del tanque 
directamente. La alimentación y el retorno deberán ser con tubería negra, visibles, 
para poder corregir cualquier fuga fácilmente, la llegada a la máquina deberá ser 
con manguera flexible y de ser posible de alta presión para evitar que el 
calentamiento del combustible provoque fugas, todo esto debe ser ensamblado de 
forma correcta. 
Tubería para el diésel.- Las líneas de combustible deben construirse de tubo de 
hierro negro, No se debe utilizar tubería de aluminio o hierro colado, ya que estos 
son porosos y se pueden presentar fugas. No se debe utilizar tubería, conexiones o 
tanques galvanizados por que dicho recubrimiento reacciona con el diésel. No se 
debe utilizar tubería, de cobre ya que el diésel se polimeriza. 
Instalación electrica.- Lo primero al instalar una planta electrica a diésel se realiza 
el enlace eléctrico entre planta de emergencia y tablero de transferencia (cables de 
control y cables de fuerza (del tipo THW)), en tubo galvanizado. Se realiza la 
conexión entre tablero de transferencia y tableros existentes o instalados (general y 
de distribución).Figura 3.1. 
 
 
Fig. 3.1 Instalación electrica de planta de emergencia. 
 
36 
El tablero de transferencia es el enlace entre planta de emergencia y tablero de 
distribución (cargas protegidas). Maneja una comunicación vía MODEM, que utiliza 
un cable blindado con 3 hilos (RS485 +, RS485 – y RS485 malla (tierra)) para 
comunicarse con la planta de emergencia. También puede ser configurado para 
arranque remoto a 2 hilos (178 y 183). 
El cableado de control nunca deberá ser instalado junto con el cableado de fuerza, 
para evitar inducción o interferencia electromagnética, que pudiera afectar la 
correcta operación de las unidades de control y gobernadores electrónicos, así 
mismo para evitar que el calentamiento generado en las mismas líneas de fuerza 
afecte el cableado de control. 
Un factor importante que considerar es la distancia que existe entre el tablero de 
transferencia y la planta, para calcular el diámetro adecuado del conductor de fuerza 
y control, evitando de esta manera que existan problemas por calentamiento y 
caídas de voltaje por diámetros inadecuados o cálculos mal realizados. El cable de 
control recomendado se muestra en la Tabla 3.4, el cual depende de la distancia 
entre transferencia y planta. 
Distancia (M) Calibre (AWG) 
15 14 o 18 x 2 (blindado) 
30 12 o 16 x 2 (blindado) 
50 10 o 14 x 2 (blindado) 
Tabla 3.4 Equivalencia de distancia para calibre de conductores. 
La instalación del cableado de fuerza se deberá calcular para que los conductores 
seleccionados soporten la máxima corriente que entrega la planta de emergencia, 
considerando una sobredimensión por expansión futura, así mismo deberá soportar 
el voltaje de operación del sistema. Con la ayuda de la Tabla 3.5 podemos realizar 
el cálculo. 
Calibre (AWG) Corriente admisible (Amp) 
14 20 
12 25 
10 35 
8 50 
6 65 
4 85 
2 115 
1/0 150 
2/0 175 
3/0 200 
4/0 230 
 
37 
250 255 
300 285 
Tabla 3.5 Corriente para calibre de cable. 
Se debe incrementar el calibre de cables al próximo superior en caso de que la 
distancia sea mayor de 50 metros. Al igual que los conductores, los ductos también 
se dimensionan de acuerdo con el número de cables que llevará la instalación y al 
calibre de dichos conductores, en nuestro caso será a través de tubos Conduit 
galvanizados (Tabla 3.6). 
 
Diámetro nominal del tubo mm (pulg) 
Calibre 
(AWG) 
13 
(1/2”) 
19 
(3/4”) 
25 (1”) 32 (1 
¼”) 
38 (1 
½”) 
51 (2”) 632 (2 
1/2) 
76 (3”) 
14 8 14 22 39 54 
12 6 11 17 30 41 68 
10 4 8 13 23 32 52 
8 2 4 7 13 17 28 40 
6 1 2 4 7 10 16 23 36 
4 1 1 3 5 7 12 17 27 
2 1 1 2 4 5 9 13 20 
1/0 1 1 2 3 5 8 12 
2/0 1 1 1 3 5 7 10 
3/0 1 1 1 2 4 6 9 
4/0 1 1 1 3 5 7 
250 1 1 1 2 4 6 
300 1 1 2 3 5 
Tabla 3.6 Ductos de acuerdo con elnúmero de cables que le caben. 
Así, para la instalación eléctrica de nuestro equipo, se utilizó tubo Conduit 
galvanizado de 3” (fuerza) para facilitar el cableado y ½” (control), tubo flexible de 
3” y ½” para las conexiones a la planta y tableros, cable calibre 4/0 (fuerza), calibre 
2/0 desnudo (tierra física), calibre 14 (cargador de batería) y blindado 18 x 2 
(comunicación). 
Cableado de potencia.- El cableado de potencia entre la planta y cuadro de 
distribución es suministro instalación y cálculo. Si la distancia de la planta a cuadro 
de distribución es grande, se recomienda poner en salida del generador un 
interruptor de protección. La sección de los conductores de cada fase se debe 
dimensionar de acuerdo con las normas. 
 
38 
Es muy conveniente que, en caso de múltiples cables por fase, se agrupen de forma 
que vayan unidos un cable de cada fase y no todos los cables de cada fase unidos. 
La bandeja de cables de potencia estará separada de la de cableado de control al 
menos 30 centímetros. No se instalará ningún cable de control por la bandeja de 
cables de potencia. Todo esto para el debido funcionamiento de este. 
Conexiones del neutro.- Todos los generadores, deben llevar un cable de tierra 
desde la carcasa del generador a tierra. La tierra tendrá una resistencia máxima de 
25 Ω. La sección mínima del cable de tierra será de 50 mm2. Y cuando la sección 
deba ser superior, la que corresponda. Se recomienda que la instalación disponga 
de una única tierra cumpliendo con normativa vigente. 
Cuando el Neutro del generador se conecte a tierra de la planta electrica a diésel, 
se recomienda la instalación de una “Resistencia o impedancia de Neutro” desde el 
centro de la estrella del generador a tierra. Si el centro de la estrella del generador 
está unido al centro de la estrella del transformador, se recomienda que sólo se 
ponga a tierra en un punto y con resistencia de tierra. 
Generalmente los sistemas de distribución de la CIA. de Luz o la CFE son de 3 
fases, 4 hilos, en 220 V ó 440V. Cuando el sistema eléctrico es en Alta tensión se 
incluye una subestación electrica formada por Gabinetes de medición y maniobra, 
un sistema de tierras y uno o más transformadores los cuales tienen cuatro 
terminales en Baja tensión, tres para las fases y la cuarta (X0) para el neutro (4º 
hilo). 
 
Fig. 3.2 Conexión del neutro al generador. 
Este neutro puede conectarse directamente a pie del Transformador al sistema de 
tierras y de ahí llevar el conductor del neutro a través de todo el sistema de 
distribución para juntarlo con el neutro del generador en el tablero de transferencia. 
El generador regularmente está conectado internamente en estrella, con el neutro 
accesible para su conexión. 
 
39 
En las Plantas GP el neutro puede estar conectado o no a la carcasa del propio 
generador, pero esta carcaza del generador siempre deberá conectarse 
firmemente a tierra física (sistema de tierras) con un conductor desnudo. El 
conductor del Neutro debe ser de la misma capacidad que el de las fases y llevarlo 
hasta el tablero de transferencia para su conexión con el neutro de la Cia de Luz 
utilizando la barra de cobre aislada de tierra. 
Calculo de línea.- Es responsabilidad el hacer el estudio, de la línea de media 
tensión en su acometida a la planta y dentro de esta de: Cálculo de la sección de 
cable de línea y caída de tensión en la planta. Cálculo de la sección de cable de 
línea de grupo a barras. Calcular las intensidades de cortocircuitos, caídas de 
tensión y frecuencia en la planta para definir un correcto ajuste. 
También es necesario lo siguiente para el cálculo de línea: calcular los grados de 
desfase para ajuste del relé de micro cortes. Definir que “Intensidad de Cortocircuito” 
han de tener los interruptores de salida de potencia de la planta. Dimensionado del 
transformador de salida del grupo, si lo lleva. Calcular la resistencia de puesta a 
tierra de la instalación. Definir la filosofía de funcionamiento del grupo en la planta. 
Cableado de control.- El cableado de señal y control debe ir en una bandeja 
independiente del resto del cableado. El cableado de corriente alterna, aunque sea 
de control, debe ir separado del cableado de corriente continua. La bandeja del 
cableado de control debe ir separada un mínimo de 30 centímetros de cualquier otra 
bandeja con cableado de potencia o corriente alterna. 
El cableado de señal y control tendrá una sección mínima de 1.5 mm2, a no ser que 
se especifique otra sección. Para los termopares ya sean del Tipo J o Tipo K, se 
instalará cable compensado. El cable irá desde el regleteo situado en la caja del 
generador al convertidor o PLC directamente. Si se instalan bornes intermedios, 
estas serán compensadas. La sección mínima del cable será de 1 mm2. 
La pantalla “sólo se conectará en un solo extremo” que será en el módulo Caterpillar 
y el resto de la malla irá aislado sin tocar en ningún punto ni en tierra ni en otro 
módulo. La malla no debe estar cortada en ningún punto de su longitud. Todos los 
módulos tomarán su alimentación de 12 o 24V de corriente continua de la 
alimentación común de la planta. 
Los cuadros de otro proveedor no deben tomar alimentación de 24 V de batería del 
cuadro. Cada cuadro debe tener su alimentación independiente. Para evitar 
problemas, se recomienda no mezclar alimentaciones. Las señales analógicas, 
suministradas por otros, de entrada, a los Módulos de suministro (4-20 mA, 0-5 V, 
etc.) tendrán “Aislamiento galvánico”. 
 
40 
Recomendaciones para la instalación.- Se debe utilizar manguera flexible en 
todas las conexiones del motor, para absorber las vibraciones producidas por la 
planta de emergencia. La tubería del sistema debe estar firmemente soportada, para 
evitar que se rompa debido a la transmisión de vibraciones. La tubería no debe 
correr cerca de tubos de cableado eléctrico, o de superficies calientes. 
La tubería debe incluir válvulas ubicadas estratégicamente para permitir la 
reparación o reemplazo de los componentes que llevan tuercas unión. Sin tener que 
vaciar el tanque completamente. El fabricante del motor indica las restricciones 
máximas de entrada y de retorno el flujo del combustible, los tamaños de las 
mangueras y las conexiones. Las líneas de combustible se deben inspeccionar 
regularmente en busca de fugas. 
Tanque de combustible.- Debe almacenar la cantidad suficiente de combustible 
para hacer funcionar la planta de emergencia un número prescrito de horas sin 
rellenarse. Basándonos en el consumo de la planta por hora, el tiempo de operación 
y la disponibilidad del combustible. La vida promedio del diésel de buena calidad y 
almacenándolo apropiadamente tiene un tiempo de vida de 1.5 a 2 años. 
Los tanques de suministro de combustible deben estar debidamente ventilados, 
para evitar que se presurice, deben estar previstos para que se puedan drenar y 
sacar el agua y sedimentos y contar con un volumen de expansión de diésel de al 
menos del 5%. Cuando la elevación del tanque de suministro, por debajo de la 
entrada o sobre pudiera causar una restricción excesiva en la entrada. 
Batería de control.- La batería ó baterías de control, deberán ser colocadas en su 
base metálica y lo más cerca posible al motor de arranque de la máquina e 
interconectándose con cable multifilamento calibre No. 2 con conectores de ponchar 
de ojillo y terminales para batería. En la conexión de los equipos para máquinas que 
utilizan batería de 12 volts de C.D. Fig. 3.1 y para 24 volts de C.D. Fig. 3.2 
 
Fig. 3.3 Conexión para máquinas que utilizan batería de 12 Volts. 
 
41 
 
Fig. 3.4 Conexión para máquinas que utilizan batería de 24 Volts. 
 
Sistema de control.- La interconexión del control deberá ser con cable calibre No. 
12 con aislamiento THW a través de la tubería Conduit y accesorios de 1” de 
diámetro, desde la tablilla de control del tablero